基于DSP的鐵路客車輔助電源系統(tǒng)的設(shè)計
作者：常州軌道牽引研發(fā)中心 魏冬
摘 要：介紹了以TMS320F2407DSP為控制核心的鐵路客車輔助電源系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計采用了先進的SVPWM控制策略,借助于TMS320F2407DSP芯片強大的控制功能,運用實時算法,增強了整個系統(tǒng)的快速反應能力．提高了客車輔助電源系統(tǒng)的安全性和可靠性。簡要地介紹了輔助電源系統(tǒng)的組成以及DC／DC模塊和DC／AC模塊主電路的結(jié)構(gòu)和工作原理,詳細介紹了系統(tǒng)的控制思想并介紹了軟件編程的流程圖。結(jié)合在運用中遇到的實際問題,介紹了改進的方法和效果。
關(guān)鍵詞：輔助電源;數(shù)字信號處理;空間矢量控制
引言
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,鐵路客車在確保安全的前提下,如何利于環(huán)保,提高客車服務(wù)質(zhì)量也越來越引起人們的關(guān)注。旅客列車的主要輔助設(shè)備有空調(diào)系統(tǒng)、影視系統(tǒng)及車內(nèi)照明等,這些裝置的配備能改善乘車環(huán)境,使旅途更加舒適。
目前,我國電氣化鐵路旅客列車輔助電源系統(tǒng)大都采用DC 600V供電制式,即機車通過受電弓從高架線上輸入25 kV交流電,經(jīng)過變壓器降壓后再整流為DC600V,采用母線方式提供給各節(jié)車廂。本文介紹的輔助電源系統(tǒng)就適用于DC 600V供電制式的空調(diào)客車以及具有相應供電制式的動車組。其主電路采用高頻變壓器使輸出與輸入600V母線隔離,其控制芯片采用了先進的DSP控制器。系統(tǒng)中的DC／DC變換器采用兩級轉(zhuǎn)換,前級采用Boost變換器控制系統(tǒng)的輸出,后級采用諧振開關(guān),提高了整個系統(tǒng)的效率。該系統(tǒng)具有實時控制、自保護、自診斷、自恢復、CAN、RS485／232通訊等功能。系統(tǒng)對短路、過壓、欠壓、過流、過熱、接地等故障具有功能強大的診斷系統(tǒng),從而提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性,同時也增強了系統(tǒng)的可維護性。
l 基于DSP的機車輔助電源系統(tǒng)軟硬件設(shè)計
1.l 主電路
主電路由一個DC／DC變換器和一個三相逆變器構(gòu)成。DC／DC變換器采用了帶高頻變壓器的充電技術(shù),一路輸出直接給蓄電池充電,另一路輸出600 V供給三相逆變器。三相逆變器采用的是空間矢量逆變技術(shù)。系統(tǒng)主電路如圖l所示。
l.2控制電路結(jié)構(gòu)
控制電源由DC llOV電源供電,通過系統(tǒng)內(nèi)部的電源模塊將DC llOV分別變換為DC 24 V,DC±15V,DC 5 V,為控制芯片提供5V電源,為測量系統(tǒng)提供±15V電源,為驅(qū)動電路提供24V電源。系統(tǒng)工作時DSP,根據(jù)采集到的輸入電壓、電流
